Entstehung des Ruhepotenzials

Kopiervorlage

In diesem Arbeitsmaterial erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler selbstständig und schrittweise die Entstehung des Ruhepotenzials an der Zellmembran. Dafür stehen ihnen drei zeitlich aufeinanderfolgende Abbildungen zur Verfügung.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe II
  • Arbeitsblatt

Beschreibung

Im Rahmen des Themengebiets Neurobiologie in der Q3 werden sowohl im Grund- als auch im Leistungskurs der Bau und die Funktion der Nervenzelle gelehrt. Hierfür ist es sehr wichtig, das Ruhepotenzial und das Aktionspotenzial zu verstehen. Denn eine Nervenzelle gibt die Reize über Aktionspotenziale weiter, die wiederum nur entstehen können, wenn das Ruhepotenzial natürlicherweise vorliegt. Das Ruhepotenzial ist ein Gleichgewichtspotenzial. Es entsteht dadurch, dass der elektrische Gradient (Ladungsunterschiede zwischen dem Innen- und Außenbereich der Zelle) dem chemischen Gradienten entlang der Zellmembran (Konzentrationsgefälle verschiedener Ionen) entgegenwirkt. Es ist die Grundlage für das Verständnis des Aktionspotenzials.

Mit dem vorliegenden Arbeitsmaterial können die Schülerinnen und Schüler die unterschiedliche Ionenverteilung wahrnehmen. Sie beschreiben kleinschrittig, welche Ionen sich bewegen und warum sie dies tun. So können sie mit jedem Schritt eine Triebkraft zur Entstehung des Ruhepotenzials ausmachen und das Zusammenspiel dieser Kräfte als Gleichgewichtszustand beschreiben. Dies wird allerdings nicht allen Lernenden leichtfallen. Deshalb sollte in der zu diesem Arbeitsblatt zugehörigen Schulstunde binnendifferenziert gearbeitet werden. Während leistungsstärkeren Schülerinnen und Schülern die Abbildungen ausreichen könnten, benötigen andere weitere Hilfestellungen. Dies kann durch Paararbeit statt Einzelarbeit oder über Medien – wie beispielsweise das Schulbuch oder ein Lehrvideo – geschehen. Vorrausetzung zur Bearbeitung dieses Arbeitsmaterials ist das Wissen um die Semipermeabilität beziehungsweise Selektivpermeabilität der Membran und die Diffusion. Auch die einzelnen Ionen werden nicht näher erläutert.

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Unterrichtsmaterial "Ruhepotenzial" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • erarbeiten naturwissenschaftliche Definitionen, Regeln, Gesetzmäßigkeiten und Theorien und wenden sie an (F2).
  • erschließen sich Informationen über naturwissenschaftliche Zusammenhänge (K1).
  • dokumentieren und präsentieren naturwissenschaftsbezogene Sachverhalte (K2).

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • übersetzen eine Bildabfolge in einen Text.
  • können entsprechend ihrer Selbsteinschätzung weiterführende Medien als Hilfestellung benutzen.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • bringen sich mit eigenen Ideen ein und erörtern einen gemeinsamen Lösungsvorschlag (für den Fall einer Paararbeit).

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